Activités solaires
La petite histoire
Comprendre simplement
Domaines de présence
Son interprétation dans l'avenir
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Mais encore
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La petite histoire  Up Page
Origine, raisons, hasard
Les scientifiques disposent de deux facteurs qui leur permettent de mesurer l'évolution de l'activité magnétique du soleil : les tâches solaires et le vent solaire.
Il semble que l'intensité des ondes électromagnétiques augmente quelques heures avant certains phénomènes naturels comme les séismes, les éruptions volcaniques ou les raz-de-marée.
 
En prélevant des "carottes" de sédiments au fond du lac Chichancanab du Yucatán, au Mexique, David Hodell, un géologue de l'université de Floride, a reconstitué le climat de cette région, berceau de la civilisation maya, au cours des 2 600 dernières années. Il a ainsi découvert qu'elle avait connu plusieurs grandes sécheresses, ont l'une d'elles pourrait avoir contribué au déclin de l'empire maya, au IXe siècle de notre ère.
Mais le plus étonnant est que ces sécheresses semblent s'être succédées avec une grande régularité, selon une période de 208 ans, quasi parfaitement synchronisé avec le cycle de l'activité du soleil, qui atteint son maximum tous les 206 ans.

Comprendre simplement  Up Page
Beryllium comme indicateur
Pour estimer le nombre de taches solaires des siècles précédents, le géophysicien Ilya Usoskin a utilisé des carottes de glace du Groenland et de l'Antarctique. Ces carottes permettent de lire les niveaux de concentration de beryllium 10 présent dans l'atmosphère à travers le temps. Plus le Soleil est actif, moins le beryllium 10 est présent.
Le professeur Usoskin et ses collègues du Max Planck Institute, en Allemagne, et de l'Université d'Oulu, en Finlande, ont calculé que le nombre de taches solaires visibles depuis 1940 est beaucoup plus élevé qu'au cours de tout le millénaire qui a précédé. Leurs résultats paraîtront dans les Physical Review Letters (novembre 2003 ?).
 
Pour reconstruire l'activité solaire passée on étudie les teneurs dans les calottes glaciaires de deux radionucléides naturels formés dans l'atmosphère sous l'effet du rayonnement cosmique galactique, le béryllium 10 (10Be) et le béryllium 7 (7Be), qui possèdent respectivement une période de demi-vie de 1,5 millions d'années et de 53 jours. Le flux de rayonnement cosmique et donc la production de béryllium cosmogénique dépendent de la force du champ magnétique solaire et de celle du champ magnétique terrestre.

Domaines de présence  Up Page
Ondes acoustiques
La surface du Soleil vibre régulièrement sous l'effet d'ondes acoustiques qui se propagent depuis ses couches internes. Cette découverte, effectuée par l'Américain Robert Leighton en 1960, est un bienfait pour les astrophysiciens. A l'instar des géologues qui analysent la propagation des ondes sismiques pour connaître les profondeurs de la Terre, les physiciens solaires observent les oscillations périodiques de notre étoile pour comprendre le fonctionnement de la machine solaire.
Ces ondes sont détectées depuis le sol en mesurant, par spectroscopie, les variations de vitesse radiale de leur couche externe. A 11,4 années-lumière de nous, Procyon, l'étoile la plus brillante de la constellation du petit Chien, est une cible privilégiée. Procyon est un système double connu et suivi depuis plus de 150 ans. Sa composante la plus brillante, appelée Procyon A, est intrinsèquement six fois plus lumineuse que le Soleil, et sa température de surface plus élevée (6 500 kelvins au lieu de 5 800) Sa masse, connue à 10% près, est voisine de 1,5 fois celle du Soleil.

Son interprétation dans l'avenir  Up Page
Année 2003: soleil hyperactif
Les taches solaires, des zones plus foncées du disque solaire, sont de bons indicateurs de l'activité se déroulant à l'intérieur de l'astre. Il y règne un champ magnétique intense, engendré par la rotation sur elle-même de l'énorme masse de gaz qu'est le soleil. Ce champ magnétique participe au déclenchement des éruptions solaires, qui projettent en direction de la Terre des masses de rayons et de particules chargées électriquement qui peuvent perturber les systèmes de transport de l'électricité et griller les satellites.
Pendant deux semaines, entre fin octobre et début novembre 2003, des éruptions d'une rare violence ont secoué le Soleil. Les plus spectaculaires ont eu lieu le 28 octobre et le 4 novembre. Des bouffées de rayons X battant tous les records d'intensité, et de rafales de protons voyageant pratiquement à la vitesse de la lumière se sont dirigées à plusieurs reprises vers la Terre. Notre planète, située à 150 millions de kilomètres, a été protégée par son bouclier magnétique naturel, mais les satellites en orbite, ont subi, eux, les conséquences de ces tempêtes solaires.
 
L'histoire de l'activite solaire
L'équipe de chercheurs de Sami K. Solanki de l'institut Max-Planck de recherche sur le système solaire, est parvenue pour la première fois à reconstruire l'activité du soleil des 11.400 années passées, c'est-à-dire, depuis la fin de la période glacière. Les chercheurs ont réalisé l'étude au moyen d'une analyse isotopique de glaces polaires et de morceaux d'arbres vieux de plusieurs millénaires.
Les chercheurs allemands, suisses et finlandais rapportent qu'il faut remonter à 8000 ans en arrière pour trouver une activité solaire aussi forte que celle des 60 dernières années. D'après l'étude, les chercheurs prévoient que la forte activité solaire actuelle ne devrait durer encore que quelques décennies. Les résultats ont été publiés dans le magazine Nature du 28 octobre 2004.
 
2007: activité inattendue
Une équipe de scientifiques a observé récemment une tempête solaire sur notre étoile, se traduisant par l'apparition de tâches et d'éruptions solaires. Ce type d'événements est relativement fréquent mais survient habituellement au maximum d'activité de notre étoile qui suit un système de cycles de onze années. Le Soleil se trouve cependant à un minimum de son activité ce qui rend cette tempête surprenante car inattendue. Celle-ci a été observée par la sonde Ulysse développée en coopération entre l'ESA (European Space Agency) et la NASA, qui a été lancée en 1990 et qui entame actuellement sa troisième révolution autour de notre étoile. Les tâches et les éruptions solaires ont été révélées autour du pôle sud, et devraient migrer vers l'équateur dans les jours qui suivent.
 
Cycle de 11 ans
Le National Satellite Meteorological Center (NSMC) a prévu que le soleil allait entrer dans son 24ème cycle d'activités d'une durée de 11 ans à partir de l'été 2007. Cela signifie que pendant 5 ans, après un minimum en mai 2007, les activités solaires vont s'intensifier en entraînant un nombre croissant de perturbations de la météorologie solaire. Il est ainsi avancé que l'ensemble des équipements spatiaux (satellites, systèmes de défense, de télécommunications de navigation et positionnement par satellites et réseaux longue distance) ainsi que l'atmosphère et les activités biologiques de la Terre seront affectés.
 
C'est dans ce sens que la Chine a inscrit sa coopération avec la France comme l'une des 6 priorités du programme spatial de son XIème plan quinquennal (2006-2011). SVOM (Space-based multi-band Variable Object Monitor) est une mission conjointe entre la Chine et la France pour l'étude des phénomènes physiques des sursauts gamma (bouffées de photons gamma qui apparaissent aléatoirement dans le ciel) et leur utilisation en astronomie et astrophysique. Le projet comprend le lancement d'un micro satellite (500kg) en 2011, c'est-à-dire lors du pic d'activité du 24ème cycle solaire, afin d'observer notamment des éruptions solaires.

Les références  Up Page
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Mais encore  Up Page
Rayons cosmiques galactiques (RCG)
Plus le vent solaire est intense et moins la Terre reçoit de RCG. Il serait donc logique que cette activité magnétique solaire ait influé sur les variations climatiques. Cette hypothèse a été pleinement confirmée par une étude récente qui montre une corrélation très nette depuis 1610 entre le nombre de tâches solaires et l'évolution du climat. On constate notamment que le "petit âge glaciaire" entre 1645 et 1715, correspond au minimum de Maunder, époque où les tâches solaires avaient pratiquement disparues. Cette étude tendrait donc à prouver que l'augmentation des RCG, lorsque le magnétisme solaire moins actif ne fait plus bouclier, refroidit notre planète et que leur diminution, lorsque le soleil se déchaîne, la réchauffe.
 
Reprises d'activités solaires
Les tempêtes solaires seront de 30 à 50 % plus fréquentes au cours des prochaines années 2006-2010. Ces prédictions portent sur le prochain cycle d'activité du Soleil, d'une durée de 11 ans, qui devrait commencer 2007 ou début 2008, ont indiqué des chercheurs du Centre national de recherche atmosphérique (NCAR). Des radiations solaires plus fortes pourraient entraîner davantage de perturbations de communications, de pannes des satellites, de coupure d'électricité et davantage de risques pour les astronautes dans l'espace.
Les scientifiques espèrent être en mesure de faire des prévisions plus précises à l'avenir, de manière à avertir à l'avance les compagnies électriques, de téléphone et les opérateurs de satellites pour éviter les dégâts. Les activités solaires les plus violentes se produisent souvent près des tâches sur le Soleil, qui résultent d'une concentration des champs magnétiques. Tel un élastique enroulé, les champs magnétiques dans le Soleil se déroulent soudainement pour prendre une nouvelle forme en libérant une énorme quantité d'énergie.
 
Moins d'activités solaire pour plus d'abondance de pluies

Quand le cycle solaire de 11 ans est minimum (aucune tache), les rayons cosmiques émanant de notre Galaxie sont moins bien poussés par le champ magnétique du vent solaire, alors plus faible. Ces rayons ionisent notre atmosphère, favorisant la concentration d'eau et donc la formation de nuage. Lorsque l'activité solaire diminue, les pluies sont plus abondantes sur Terre.
 
Orages magnétiques
Entre fin octobre et début novembre 2003, trois régions étaient actives en même temps à la surface du Soleil. De nombreuses protubérances et des éjections de matières coronales se sont succédés à intervalle très courts. Près de 59 % des satellites ont connu des problèmes d'orbite, d'erreurs dans le recueils de données ou de dégradation des panneaux solaires. La Terre a vu des aurores boréales à Boston en plein jour.
La sonde européano-américaine Ulysse a détecté les particules issues des orages solaires, alors qu'elle se trouvait près de Jupiter. La sonde Cassini, à son approche de Saturne, les a aussi détectées. Plus loin encore, Voyager-2, qui se trouvait à 73 unités astronomiques du Soleil, a enregistré, des perturbations six mois après que le flux de particules a renforcé la barrière appelée héliopause, sorte de bouclier qui nous protège des particules chargées venant des autres étoiles.
Les orages solaires les plus intenses se produisent pendant la partie décroisante du cycle d'activité du Soleil. Le cycle actuel a connu son maximum en 2001.
 
Humeur solaire
Il existe un ensemble considérable de preuves sur les relations entre les phénomènes terrestres et les taches solaires, ces gigantesques tempêtes magnétiques à la surface du Soleil. Un savant russe, le docteur A. K. Podchibyakine, a découvert que les accidents de la route étaient jusqu'à quatre fois plus nombreux au lendemain d'une éruption solaire. Et cette découverte a été confirmée par des études menées séparément dans un certain nombre de villes européennes et qui ont établi que ce n'était pas seulement le nombre des accidents qui augmentait, mais aussi celui des autres formes de violence, comme les suicides et les crimes.
 
Il a été établi, dans des milliers de cas, que les phénomènes terrestres se produisaient selon des cycles correspondant à l'accroissement ou à la diminution numérique des taches solaires. On a découvert que la pêche du saumon au Canada, le prix de la fonte, le nombre de mariages à Saint-Louis et l'incidence de maladies spécifiques, entre autres phénomènes,  se conforment à des cycles.
John H. Nelson, un ingénieur radio, a découvert que l'on peut prévoir la perturbation magnétique dans l'atmosphère terrestre (correspondant à l'incidence des éruptions solaires) en se fondant sur les conjonctions et les aspects que forment les principales planètes. Quand les planètes se trouvent dans des angles traditionnellement "non harmonieux" (proche de 90°), la perturbation magnétique est la plus violente; elle est la plus faible quand elles sont dans des angles traditionnellement "harmonieux".
 
Eruptions solaires prévisibles
Les éruptions solaires sont désormais prévisibles. Des chercheurs de la Nasa ont en effet développé un modèle numérique qui simule les comportements de la couronne solaire, la partie externe de l'atmosphère parcourues d'intenses champs magnétiques. Nourri d'observations satellitaires, le modèle a pu prévoir avec 13 jours d'avance la forme de la couronne solaire lors de l'éclipse du 29 mars 2006.
 
Eruption solaire du 06 décemvre 2006
Une équipe de chercheurs de l'Université de Cornell dirigée par Paul Kintner a confirmé que les ondes radio générées par les éruptions solaires peuvent perturber le système de positionnement par satellite (Global Positioning System - GPS) ainsi que d'autres technologies de communication sur Terre.
Ces résultats ont été annoncés le 4 avril 2007 lors du premier Space Weather Entreprise Forum, événement qui regroupait des scientifiques des secteurs privé, universitaire et public. Ces effets ont été confirmés lors d'une éruption solaire extrêmement violente le 6 décembre 2006, pendant laquelle les taux d'émissions radio ont atteint des valeurs 20 000 fois supérieures à la normale.
 
Images 3D du Soleil
Composante des programmes spatiaux de la NASA dédiés à l'étude du Soleil, les deux satellites de la mission STEREO (Solar TErrestrial RElations Observatory) ont fourni quelques mois après leur lancement les premières images du Soleil en trois dimensions. Un échantillon de ces observations, mis en ligne par la NASA, peut-être visualisé grâce à des lunettes 3D (rouge-cyan).
 
L'objectif scientifique de STEREO cible la compréhension des éjections de masses coronales (CMEs). Cette classe de phénomènes a des répercussions sensibles sur la météo spatiale (champs magnétiques, vents solaires...) qui se traduisent au voisinage de la Terre parfois et parmi d'autres effets par de violents orages magnétiques. Les scientifiques attendent des représentations 3D du Soleil un éclairage sur l'origine et l'évolution des CMEs.
CME: éruption de gaz chargé électriquement, appelé plasma, de l'atmosphère solaire. Un nuage CME peut contenir des milliards de tonnes de plasma et se déplacer à très grande vitesse.
 
Les chercheurs de l'Institut pour la recherche spatiale de l'Académie autrichienne des sciences ont contribué à la realisation de l'un des deux instruments de mesure, SWAVES, hébergés par ces deux satellites. SWAVES enregistre des données sur la vitesse radiale et le profil radial des CMEs, les propriétés de l'héliosphère située entre le Soleil et la Terre, et les chocs entre les CMEs et l'espace interplanétaire.
 
Tache solaire géante
Le 17 février 1950, on annonce de l'observatoire de Hurst Monceux l'apparition d'une gigantesque tache solaire qui, dans un délai de quelques jours devait perturber la propagation des ondes radioélectriques sur la Terre.
 
Lieux les plus propices
Les orages magnétiques ne se produisent jamais aux pôles, rarement à l'équateur, la plupart du temps vers le 30e parallèle. Les taches apparaissent souvent par couples, et se déplacent lentement jusqu'au 10e parallèle où elles disparaissent au bout d'une période allant de quelques jours à quelques mois.
Tous les 11 ans, le nombre et l'activité des taches passent par une phase maximale, pour décroître pendant à peu près onze ans et croître à nouveau. Au bout d'un cycle magnétique solaire complet, c'est-à-dire environ 22 ans, les pôles nord et sud du Soleil se sont inversés.
Une théorie de l'astronome Charles Abbot soutient que cette périodicité de 22 ans, n'est pas la seule fluctuation du Soleil. Abbot distingue 64 périodes différentes du Soleil, dont une de 7 mois, qui correspondrait à un cycle vital chez l'homme; une autre de 6 jours et demi, correspondant à un cycle météorologique.
 
Vents solaires
En réalité, nous devrions parler d'au moins deux vents solaires: le premier s'échappe en permanence de notre étoile à 400 km/s environ. Son origine est encore assez obscure mais il pourrait prendre sa source dans la couronne du Soleil autour de l'écliptique (plan de l'orbite de la Terre et des autres planètes - sauf Pluton - autour du Soleil). Les spécialistes pensent que c'est le fruit d'une interaction entre la matière et les lignes de champ magnétiques qui parcourent sans cesse l'astre du jour. L'autre, le vent solaire rapide qui atteint 1 800 km/s, provient des trous dans la couronnedu Soleil quand son activité est au minimum. Ces deux types de vents solaires sont composés de protons, d'ions lourds et de noyaux d'hélium. Ils sont contemporains de la formation du Soleil, et recèlent les secrets de la formation de notre étoile.
 
Cycle solaire
La corrélation entre l'épaisseur des anneaux de croissance des arbres et l'activité solaire a permis de conclure qu'outre le cycle classique de 11 ans le Soleil subit également des variations de grande amplitude de 420 ans. L'étude a été fondée sur une collection de coupes d'arbres couvrant 9 600 ans.
 
Tsunami solaire le 19 mai 2007
Le tsunami observé par les physiciens de TCD s'est produit le 19 mai 2007, il a duré 35 minutes et a atteint sa vitesse maximale 20 minutes après l'explosion initiale. Il a couvert l'intégralité du disque solaire, à près d'un million de kilomètre de son épicentre. C'est la premiere fois qu'un tsunami solaire a pu être observé sur une gamme large de longueurs d'ondes dans l'ultraviolet.